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1、CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY电器与可编程控制器课程设计说明书题目： 邮件分拣系统模拟 二级学院（直属学部）： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 俞霖 职称： 2011年 12月26日电器与可编程控制器课程设计任务书二级学院 专业：班级： 学生姓名指导老师职称课题名称课题：邮件分拣系统模拟指标及要求达到设计课题的控制要求，上机调试PLC控制程序，打印PLC程序，计算机绘图。课题工作内容工作内容：1、熟悉课题工作原理。2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。4、完成设计图纸，完成设计任务书。5、设
2、计测评。进程安排第一天：下达任务，收集资料，设计准备，方案确定。第二天：电气原理控制设计，元器件选择。第三至九天：梯形图设计（控制分析），上机调试。第十天：完成设计图纸，完成设计任务书，设计测评。主要参考文献可编程控制原理与应用北京理工大学出版社 范次猛可编程控制应用技术实训指导化学工业出版社 李俊秀电气控制与PLC应用北京机械工业出版社 余雷生 方宗达电气控制与可编程控制器技术化学工业出版社 史国生地点秋白楼B511教室起止日期2011.12.262012.1.6指导教师：2011年12月26日目 录课程设计任务书II1绪论1一 什么是 PLC 可编程控制器1二 可编程控制器的特点1三 PL
3、C 的发展1四 三菱系统可编程控制器举例2第二 课题介绍32.1邮件分拣机示意图:3第三节设计要求与内容53.1控制要求53.2设计要求53.3 控制原理5第四节 硬件设计64.1元器件的选择64.2元器件清单8第五节 软件设计95.1 PLC 的 I/O 资源配置95.2 设计思想（程序框图）95.3PLC外部接线图及程序10六小结15参考文献16附录17主电路控制图17PLC外部接线图18III1绪论一 什么是 PLC 可编程控制器可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新
4、产品。它从诞生至今，仅有三十年历史。二 可编程控制器的特点1 易懂易学2 价格便宜,且可完全取代传统的各种继电器3 一台便可控制数部机器亦可全厂集中控制4 无触点配线,故信赖度极高,且寿命为半永久性5 可缩小传统和配电控制盘之体积至 1/21/106 可省下大部分的配线与附件,并缩小控制盘,故可节省巨额的费用而使整个系统的成本降低7 已装置的 PC 尚可充分利用来扩充与增设8 故障检修换修容易,节省工时,减少停工损失9 增设自动控制的功能非常容易,故可缩短新机器的试车与安装期。且随时增设的线路均存储与内部，而可随时调出或由打印机打出。10 装配第二台时仅需数分钟写入就可配好几百个继电器触点的线
5、路，并可无限制的复制11 具有运行监视，易于集中管理分散控制，并可与电脑连线控制12 具有自我诊断的功能且备份简单，又机械虽更换或淘汰，PLC 仍可再利用，几乎不需折旧。三 PLC 的发展多年来，可编程控制器（以下简称 PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的 PLC 在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。近年来，可编程控制器技术的发展异常迅猛
6、，各生产厂家也推出了许多功能强大的新型 PLC、各种特殊功能模块和通信联网器件。目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：1开关量逻辑控制12工业过程控制3运动控制4数据处理5通信及联网。四 三菱系统可编程控制器举例FX2n 系列是 FX 系列 PLC 家族中最先进的系列。由于 FX2n 系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。开发了各个范围
7、的特殊功能模块以满足不同的需要-模拟 I/O，高速计器。定位控制达到 16 轴，脉冲串输出或为 J和 K 型热电偶或 Pt 传感器开度模块。对每一个 FX2n 主单元可配置总计达 8 个特殊功能模块。连接到世界上最流行的开放式网络 CC-Link，Profibus Dp 和DeviceNet 或者采用传感器层次的网络解决您的通信需要。第二 课题介绍邮件分拣机的功能是将北京（邮箱1）、上海（邮箱2）、天津（邮箱3）、武汉（邮箱4）、广州（邮箱5）的邮件进行分类。该设计要用到高速计数功能，由 S1 产生高速脉冲，由输入端 X000（FX2N）输入。邮件上的编码由 X012、X013、X014、X1
8、05（FX2N）输入，模拟由传感器识别出，该四个输入端输入的数为 BCD 码，且 1、2、3、4、5 为有效编码，仅识别这五个城市的第一位。2.1邮件分拣机示意图:城市邮编的第一位应输入X015、 X014、X013、X012北京上海天津武汉广州123450 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 1 第三节设计要求与内容3.1控制要求邮件分拣机的功能是将北京（邮箱1）、上海（邮箱2）、天津（邮箱3）、武汉（邮箱4）、广州（邮箱5）的邮件进行分类。该设计要用到高速计数功能，由 S1 产生高速脉冲，由输入端 X000（FX2N）输入。邮件上的编码由 X012、X013、X
9、014、X105（FX2N）输入，模拟由传感器识别出，该四个输入端输入的数为 BCD 码，且 1、2、3、4、5 为有效编码，仅识别这五个城市的第一位。3.2设计要求启动后绿灯L1亮表示可以进邮件，S1为NO表示检测到了邮件，这时从拨码器输入邮政编码1、2、3、4、5，模拟已由邮编识别传感器识别出，若此数是5个数中得一个，则红灯L2亮，表示可以进邮件，同时M5运行，带动皮带运输机运送邮件，同时高速计数器开始记录脉冲的个数，也就是皮带运送邮件走得距离，当记录的脉冲个数为1的分拣箱位置时，若此邮件又恰为北京的，分拣机M1动作，将该邮件推入1号邮箱，完成后M5动作，L1灭，L2亮，表示可以继续分拣邮
10、件。若不是北京邮件，则继续记录高速脉冲，直到记录的脉冲个数与邮件相符，则红灯L2闪烁表示出错，重新启动后，能重新运行。开机绿灯亮，M5运行，当检测到邮件的编码不是1、2、3、4、5中的任一个时，则红灯L2闪烁，M5停止，重新启动 3.3 控制原理分拣系统的主要任务是把要分拣的物品按照业务品种、邮件种类或地址等信息进行分离，使同种类或同目的地址的邮件进入同一存储位置。自动分拣设备中的邮件信息识别方式对设备的工作效率、业务流程的复杂程度、运营成本和业务的柔性拓展具有重要意义。随着经济的发展，我国的大中城市的邮件投递数量也在急剧增长，在我国的多个大型邮件处理中心中，普遍存在生产效率低下的现状，对采用
11、技术创新提高生产效率有着迫切的需求。邮件分拣系统主要通过对在传送带上通过的邮件进行拍摄获得邮件的图像信息，识别出邮政编码后由邮政编码的数字信息来控制邮件流向。该系统分为邮件软件识别系统和 PLC控制分拣系统两个部分。邮件软件识别系统涉及到 OCR 技术几乎所有方面，包括图像预处理、版面分析、文本提取、手写数字识别、字符分割、后处理等，是一个非常复杂的系统工程。信封图像经预处理之后，进行版面分析并从版面分析得到的邮政编码块中提取邮政编码。然后借助地址库，建立后处理规则，将邮政编码进行校验。最后得到邮政编码的数字信号用于分拣。本次设计的硬件部分的分拣机是将软件识别出的邮政编码的编码信息随传送带分拣
12、入各个代表唯一地址的邮箱中，如编码信息代表上海的就拣入上海的邮箱。其工作过程如下：启动后绿灯L1亮表示可以进邮件，S1为ON表示模拟检测邮件的光信号检测到了邮件，拨码器模拟邮件的邮码，从拨码器读到的邮码的正常值为1、2、3、4、5，若是此5个数中的任一个，则红灯L2亮，电机M5运行，将邮件分拣至邮箱内，完后L2灭，L1亮，表示可以继续分拣邮件。若读到的邮码不是该5个数，则红灯L2闪烁，表示出错，电机M5停止，重新启动后，能重新运行。第四节 硬件设计4.1元器件的选择FX2N PLC 的编程，可用编程器，也可以在 PC 机上使用三菱公司的专用编程软件包 MELSE MEDOC 进行。编程语言可用
13、梯形图或指令表。尤其是可用 PC机对系统实时进行监控。为调试和维护提供了极大的方便。机型的选择机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的最优化机型。在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的；其它情况则最好选用模块式结构的。对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带转换、转换、加减运算数据传送功能的低档机就能满足要求。而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。其中高档机主
14、要用于大规模过程控制、全的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。根据不同的应用对象，表列出了的几种功能选择。1下表 PLC 的功能及应用场合1） 替代继电器继电器触点输入 / 输出、逻辑线圈、定时器、计数器替代传统使用的继电器，完成条件控制和时序控制功能2）数学运算四则数学运算、开方、对数、函数计算、双倍精度的数学运算设定值控制、流量计算； PID 调节、定位控制和工程量单位换算3） 数据传送寄存器与数据表的相互传送等数据库的生成、信息管理、 BAT-CH （批量）控制、诊断和材料处理等4） 矩阵功能逻辑与、逻辑或、异或、比较、置位（位修改）、移位和变反等这些功能通常按“位”操作，一般用于设备诊断、状态监控、分类和报警处理等5） 高级功能表与块间的传送、校验和、双倍精度运算、对数和反对数、平方根、 PID 调节等通信速度和方式、与上位计算机的联网功能、调制解调器等2输入输出的选择是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，工作环
